預(yù)編碼模式選擇方法及其系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種預(yù)編碼模式選擇方法及其系統(tǒng)。其中在預(yù)編碼模式選擇方法中，將每個(gè)小區(qū)內(nèi)多個(gè)SINR最差的用戶終端放置在第一集合中，將小區(qū)內(nèi)的全部用戶終端放置在第二集合中，計(jì)算第一集合中的每個(gè)用戶終端與第二集合中的各用戶終端之間的匹配路徑增益，根據(jù)第一集合中各用戶終端與第二集合中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進(jìn)行匹配處理，以獲得第一集合與第二集合的匹配結(jié)果，根據(jù)匹配結(jié)果選擇各用戶終端采用的預(yù)編碼模式。由于在小區(qū)內(nèi)聯(lián)合使用BD預(yù)編碼和SLNR預(yù)編碼，從而可以在消除系統(tǒng)下行干擾的同時(shí)，不會(huì)對(duì)小區(qū)自由度以及系統(tǒng)的整體吞吐量造成影響。
【專利說明】預(yù)編碼模式選擇方法及其系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別是涉及一種預(yù)編碼模式選擇方法及其系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]系統(tǒng)下行干擾分為小區(qū)內(nèi)干擾(Inter-User Interference,簡(jiǎn)稱:IUI)和小區(qū)間干擾(Inter-Cell Interference,簡(jiǎn)稱:ICI)。IUI指同一小區(qū)內(nèi)部用戶受到本小區(qū)采用相同頻率傳輸用戶的信號(hào)干擾，ICI指用戶受到鄰小區(qū)中采用相同頻帶傳輸用戶的信號(hào)干擾。LTE-A (Long Term Evolution-Advanced)系統(tǒng)采用的多址接入方式是正交頻分多址接入，使用不同載波的小區(qū)中心的用戶不會(huì)受到本小區(qū)用戶的干擾，同時(shí)鄰小區(qū)的干擾源距離較遠(yuǎn)，因此接收效果較好。但是對(duì)于小區(qū)邊緣的用戶，受到的相鄰小區(qū)干擾則相對(duì)很嚴(yán)重。
[0003]目前通常采用干擾協(xié)調(diào)技術(shù)解決這一問題。干擾協(xié)調(diào)的核心思想是通過小區(qū)間的協(xié)調(diào)對(duì)一個(gè)小區(qū)的可用頻率和空間資源進(jìn)行限制和分配，以減少相鄰小區(qū)之間的干擾，提高相鄰小區(qū)在這些資源上的信噪比以及小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)速率和覆蓋。但是對(duì)于多用戶MMO(Multiple Input Multiple Output)系統(tǒng)中小區(qū)邊緣用戶來說,距離基站較遠(yuǎn),其信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,簡(jiǎn)稱:SINR)相對(duì)就較小，同時(shí)鄰小區(qū)基站的每根天線對(duì)它們都是干擾源，因此在接收端要獨(dú)立解出本用戶的信號(hào)并估計(jì)和抑制其他用戶的干擾信號(hào)特別困難。而且受終端復(fù)雜度、電池的限制，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的干擾抑制技術(shù)，從而導(dǎo)致小區(qū)邊緣用戶服務(wù)質(zhì)量較差，吞吐量較低。
[0004]目前多用戶MIMO系統(tǒng)采用預(yù)編碼技術(shù)，即在發(fā)送端對(duì)信號(hào)進(jìn)行空域隔離，避免發(fā)送信號(hào)之間串?dāng)_，同時(shí)簡(jiǎn)化接收端的處理。本領(lǐng)域技術(shù)人員已經(jīng)知道的是，臟紙編碼(DirtyPaper Coding,簡(jiǎn)稱:DPC)可以逼近多用戶MMO系統(tǒng)容量上限。為了克服DPC復(fù)雜度較高的缺陷，之后又出現(xiàn)了多種線性預(yù)編碼方案。這些方案要求發(fā)射端獲知所有用戶的信道狀態(tài)信息(Channel State Information,簡(jiǎn)稱:CSI),其中最典型的就是塊對(duì)角化(BlockDiagonalization,簡(jiǎn)稱:BD)預(yù)編碼。
[0005]其中BD預(yù)編碼在小區(qū)間協(xié)作的條件下，如果能夠共享所有用戶的數(shù)據(jù)信息，則將所有用戶視作聯(lián)合基站共同服務(wù)的用戶進(jìn)行聯(lián)合編碼，從而可以同時(shí)消除IUI和ICI。但BD預(yù)編碼所能消除干擾的用戶數(shù)受收發(fā)天線數(shù)目的限制，即受到可用自由度的限制。同時(shí)需要共享用戶數(shù)據(jù)，反饋和交互信令開銷很大。例如第一小區(qū)內(nèi)的某個(gè)用戶終端(UserEquipment,簡(jiǎn)稱:UE)處于第一小區(qū)和第二小區(qū)的邊緣,若該UE參與相鄰第二小區(qū)的預(yù)編碼中，可有效消除該UE的ICI。但此時(shí)第二小區(qū)為了消除ICI，必須要犧牲第二小區(qū)的一個(gè)自由度，即由于第一小區(qū)內(nèi)的該UE加入到第二小區(qū)的編碼中，第二小區(qū)可以服務(wù)的用戶數(shù)相應(yīng)就會(huì)減少一個(gè)。
[0006]為了克服這一缺陷，又出現(xiàn)了最小化信干泄漏比(Signal to Leakage plus NoiseRatio，簡(jiǎn)稱:SLNR)算法，其計(jì)算預(yù)編碼矩陣是以最小化泄露干擾為目標(biāo)，基站只需要獲知所有用戶的CSI而不需要共享用戶數(shù)據(jù)。SLNR預(yù)編碼雖然能夠克服BD預(yù)編碼的上述部分缺陷，但是SLNR預(yù)編碼不能保證邊緣用戶受到較小的ICI影響，因此對(duì)多用戶MMO系統(tǒng)的整體吞吐量有影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種預(yù)編碼模式選擇方法及其系統(tǒng)，通過聯(lián)合使用BD預(yù)編碼和SLNR預(yù)編碼，從而可以在消除系統(tǒng)下行干擾的同時(shí)，不會(huì)對(duì)小區(qū)自由度以及系統(tǒng)的整體吞吐量造成影響。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種預(yù)編碼模式選擇方法，包括:
[0009]在每個(gè)小區(qū)內(nèi)，將Ντ/Νκ個(gè)SINR最差的用戶終端分別放置在第一集合中以及第二集合的第一組中，將小區(qū)內(nèi)除NT/NK fSINR最差的用戶終端之外的其它用戶終端放置在第二集合的第二組中，其中Nt為小區(qū)內(nèi)基站的天線數(shù)目，Nk為用戶終端的天線數(shù)目；
[0010]分別計(jì)算第一集合中的每個(gè)用戶終端與第二集合的第一組中與其相同的用戶終端之間的匹配路徑增益，同時(shí)將第一集合中的每個(gè)用戶終端與第二集合的第一組中與其不同的用戶終端之間的匹配路徑增益設(shè)為O ;
[0011]分別計(jì)算第一集合中的每個(gè)用戶終端與第二集合的第二組中每個(gè)用戶終端之間的匹配路徑增益；
[0012]根據(jù)第一集合中各用戶終端與第二集合的第一組和第二組中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進(jìn)行匹配處理，以獲得第一集合與第二集合的匹配結(jié)果，其中第一集合中的每個(gè)用戶終端最多與第二集合中的一個(gè)用戶終端相匹配，第二集合中的每個(gè)用戶終端也最多與第一集合中的一個(gè)用戶終端相匹配；
[0013]根據(jù)匹配結(jié)果選擇各用戶終端采用的預(yù)編碼模式，其中對(duì)于第一集合中沒有獲得匹配的用戶終端A，將用戶終端A設(shè)定為采用BD預(yù)編碼；對(duì)于第一集合中獲得匹配的用戶終端B，將用戶終端B設(shè)定為采用SLNR預(yù)編碼；對(duì)于第二集合的第二組中獲得匹配的用戶終端C，將用戶終端C設(shè) 定為采用BD預(yù)編碼；對(duì)于第二集合的第二組中沒有獲得匹配的用戶終端D，將用戶終端D設(shè)定為采用SLNR預(yù)編碼。
[0014]其中，利用下列公式計(jì)算第一集合中第i個(gè)用戶終端和第二集合中第j個(gè)用戶終端之間的匹配路徑增益gainiJ:
【權(quán)利要求】
1.一種預(yù)編碼模式選擇方法，其特征在于，包括: 在每個(gè)小區(qū)內(nèi)，將Ντ/Νκ個(gè)SINR最差的用戶終端分別放置在第一集合中以及第二集合的第一組中，將小區(qū)內(nèi)除NT/NK fSINR最差的用戶終端之外的其它用戶終端放置在第二集合的第二組中，其中Nt為小區(qū)內(nèi)基站的天線數(shù)目，Nk為用戶終端的天線數(shù)目； 分別計(jì)算第一集合中的每個(gè)用戶終端與第二集合的第一組中與其相同的用戶終端之間的匹配路徑增益，同時(shí)將第一集合中的每個(gè)用戶終端與第二集合的第一組中與其不同的用戶終端之間的匹配路徑增益設(shè)為O ; 分別計(jì)算第一集合中的每個(gè)用戶終端與第二集合的第二組中每個(gè)用戶終端之間的匹配路徑增益； 根據(jù)第一集合中各用戶終端與第二集合的第一組和第二組中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進(jìn)行匹配處理，以獲得第一集合與第二集合的匹配結(jié)果，其中第一集合中的每個(gè)用戶終端最多與第二集合中的一個(gè)用戶終端相匹配，第二集合中的每個(gè)用戶終端也最多與第一集合中的一個(gè)用戶終端相匹配； 根據(jù)匹配結(jié)果選擇各用戶終端采用的預(yù)編碼模式，其中對(duì)于第一集合中沒有獲得匹配的用戶終端A，將用戶終端A設(shè)定為采用BD預(yù)編碼；對(duì)于第一集合中獲得匹配的用戶終端B，將用戶終端B設(shè)定為采用SLNR預(yù)編碼；對(duì)于第二集合的第二組中獲得匹配的用戶終端C，將用戶終端C設(shè)定為采用BD預(yù)編碼；對(duì)于第二集合的第二組中沒有獲得匹配的用戶終端D，將用戶終端D設(shè)定為采用SLNR預(yù)編碼； 其中，利用下列公式(I)計(jì)算第一集合中第i個(gè)用戶終端和第二集合中第j個(gè)用戶終端之間的匹配路徑增益gainiJ:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 在根據(jù)匹配結(jié)果選擇各用戶終端采用的預(yù)編碼模式的步驟之后，還包括: 從各小區(qū)中選擇L個(gè)SINR最差的用戶終端放置在第三集合中，將各小區(qū)中除包括在第三集合中的用戶終端之外的采用BD預(yù)編碼的用戶終端放置在第四集合中；分別計(jì)算第三集合中各用戶終端與第四集合中每個(gè)用戶終端的匹配路徑增益； 根據(jù)第三集合中各用戶終端與第四集合中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進(jìn)行匹配處理，以獲得第三集合與第四集合的匹配結(jié)果，其中第三集合的每個(gè)用戶終端最多與第四集合中的一個(gè)用戶終端相匹配； 將第四集合中獲得匹配的用戶終端E采用的預(yù)編碼模式改為SLNR預(yù)編碼，同時(shí)第三集合中與用戶終端E匹配的用戶終端F參與用戶終端E所屬小區(qū)的BD預(yù)編碼； 其中，利用下列公式(2)計(jì)算第三集合中第m個(gè)用戶終端和第四集合中第η個(gè)用戶終端之間的匹配路徑增益gainmn:
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 根據(jù)第一集合中各用戶終端與第二集合的第一組和第二組中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進(jìn)行匹配處理以獲得第一集合與第二集合的匹配結(jié)果的步驟包括: 利用公式(3)計(jì)算匹配結(jié)果
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 根據(jù)第三集合中各用戶終端與第四集合中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進(jìn)行匹配處理以獲得第三集合與第四集合的匹配結(jié)果的步驟包括: 利用公式(4)計(jì)算匹配結(jié)果
5.一種預(yù)編碼模式選擇系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置在各小區(qū)中的預(yù)編碼模式選擇單元，所述預(yù)編碼模式選擇單元包括第一組合單元、第一計(jì)算單元、第一匹配單元和第一選擇單元，其中: 第一組合單元，用于將小區(qū)內(nèi)的Ντ/Νκ個(gè)SINR最差的用戶終端分別放置在第一集合中以及第二集合的第一組中，將小區(qū)內(nèi)除乂/乂個(gè)SINR最差的用戶終端之外的其它用戶終端放置在第二集合的第二組中，其中Nt為小區(qū)內(nèi)基站的天線數(shù)目，Nk為用戶終端的天線數(shù)目；第一計(jì)算單元，用于分別計(jì)算第一集合中的每個(gè)用戶終端與第二集合的第一組中與其相同的用戶終端之間的匹配路徑增益，同時(shí)將第一集合中的每個(gè)用戶終端與第二集合的第一組中與其不同的用戶終端之間的匹配路徑增益設(shè)為O ;分別計(jì)算第一集合中的每個(gè)用戶終端與第二集合的第二組中每個(gè)用戶終端之間的匹配路徑增益； 第一匹配單元，用于根據(jù)第一集合中各用戶終端與第二集合的第一組和第二組中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進(jìn)行匹配處理，以獲得第一集合與第二集合的匹配結(jié)果，其中第一集合中的每個(gè)用戶終端最多與第二集合中的一個(gè)用戶終端相匹配，第二集合中的每個(gè)用戶終端也最多與第一集合中的一個(gè)用戶終端相匹配； 第一選擇單元，用于根據(jù)第一匹配單元獲得的匹配結(jié)果選擇各用戶終端采用的預(yù)編碼模式，其中對(duì)于第一集合中沒有獲得匹配的用戶終端Α，將用戶終端A設(shè)定為采用BD預(yù)編碼；對(duì)于第一集合中獲得匹配的用戶終端B，將用戶終端B設(shè)定為采用SLNR預(yù)編碼；對(duì)于第二集合的第二組中獲得匹配的用戶終端C，將用戶終端C設(shè)定為采用BD預(yù)編碼；對(duì)于第二集合的第二組中沒有獲得匹配的用戶終端D，將用戶終端D設(shè)定為采用SLNR預(yù)編碼； 其中，第一計(jì)算單元利用下列公式(I)計(jì)算第一集合中第i個(gè)用戶終端和第二集合中第j個(gè)用戶終端之間的匹配路徑增益gainu.:
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括預(yù)編碼模式更新單元，用于對(duì)各小區(qū)中的預(yù)編碼模式選擇單元選擇的預(yù)編碼模式進(jìn)行更新，其中預(yù)編碼模式更新單元包括第二組合單元、第二計(jì)算單元、第二匹配單元、更新單元，其中: 第二組合單元，用于接收各小區(qū)中的預(yù)編碼模式選擇單元中的第一選擇單元發(fā)送的各用戶終端的預(yù)編碼模式，從各小區(qū)中選擇L個(gè)SINR最差的用戶終端放置在第三集合中，將各小區(qū)中除包括在第三集合中的用戶終端之外的采用BD預(yù)編碼的用戶終端放置在第四集合中； 第二計(jì)算單元，用于分別計(jì)算第三集合中各用戶終端與第四集合中每個(gè)用戶終端的匹配路徑增益； 第二匹配單元，用于根據(jù)第三集合中各用戶終端與第四集合中各用戶終端之間的匹配路徑增益，利用二部圖進(jìn)行匹配處理，以獲得第三集合與第四集合的匹配結(jié)果，其中第三集合的每個(gè)用戶終端最多與第四集合中的一個(gè)用戶終端相匹配； 更新單元，用于將第四集合中獲得匹配的用戶終端E采用的預(yù)編碼模式改為SLNR預(yù)編碼，同時(shí)設(shè)定第三集合中與用戶終端E匹配的用戶終端F參與用戶終端E所屬小區(qū)的BD預(yù)編碼； 其中各小區(qū)中的預(yù)編碼模式選擇單元包括的第一選擇單元還用于將各用戶終端的預(yù)編碼模式發(fā)送給預(yù)編碼模式更新單元中的第二組合單元； 其中，第二計(jì)算單元利用下列公式(2)計(jì)算第三集合中第m個(gè)用戶終端和第四集合中第η個(gè)用戶終端之間的匹配路徑增益gainmn:
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的系統(tǒng)，其特征在于， 第一匹配單元具體利用公式(3)計(jì)算匹配結(jié)果
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于， 第二匹配單元具體利用公式(4)計(jì)算匹配結(jié)果
【文檔編號(hào)】H04B7/06GK103427889SQ201210159768
【公開日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】張英海, 魯思行, 王朝煒, 王衛(wèi)東, 崔高峰 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)